热管式热回收装置在洁净手术室的应用

　摘要：医院建筑的能耗构成复杂、能源形式多样，从而导致医院建筑能耗普遍偏大，有关资料表明，我国医院建筑能耗是一般公共建筑的1.6～2倍。而手术室洁净空调系统为一般空调系统的5-10倍，本文介绍热管的工作原理及技术特点，通过热管式热回收方式与其它热回收方式相比较，得出热管换热器在手术室洁净空调系统节能方面更具优势。 
　　关键字：洁净手术室;热管;热回收;洁净空调系统 

　　随着经济社会的发展，我国的卫生保健事业进入快速发展时期。各地新建、改建大量的医疗设施，特别是自《医院洁净手术部建筑技术规范》实施以来，对洁净手术室空调设计提出了更高的要求，在洁净手术室空调设计中存在着风量大、耗能高的特点。尤其在产科洁净手术室中要求全新风运行，因此节能成为了一个倍受关注主题。然而在空调系统中，同时存在供热（供冷）和排热（排冷）的处理过程，如果能将排掉的热（冷）移向需要热（冷）的地方，即热回收，这样就可以有效的利用能源。因此研究如何将空调系统排风热（冷）量回收后再用于空调系统，对空调系统节能将具有重要的意义。 
　　1.医院洁净手术部空调特点 
　　医院洁净空调系统和一般建筑物的空调系统相比，强调空气的净化与无菌，严格控制建筑物内的气流流向和风速，确保医疗上必需的温度和湿度，以防止交叉污染，尤其洁净手术室是集清洁、无菌、无尘、无臭、怕污染为一体的场所。通过对手术部洁净空调系统的控制，达到降低术中及术后患者感染率的目的;避免交叉感染，降低发菌和抑制室内细菌的繁殖，从而降低手术和术后的感染率。这也就产生了洁净手术部空调的面积小、风量大、耗能高的特点。因此洁净手术室的节能也是一个备受关注的主题。 
　　2.常用空调的热回收装置 
　　在空调热回收系统中，目前较为常用的有转轮式换热器、板式换热器、盘管热环式换热器、热泵和热管换热器。 
　　2.1转轮式换热装置 
　　转轮式换热器是一种全热换热，由转轮、传动机构、外壳、风机与再生用电加热器组成，其原理是在旋转过程中使排风与新风逆向流经转轮并各自释放或吸收热量，其优点是热回收效率较高，可达70%～80%，管理维护简单，在多数情况下不失为一种较理想的除湿设备;适用于处理风量较大的空调系统。但缺点是体积较大占用了较多的建筑空间;使用期间应考虑出现凝结水、结冰带来的不良后果，新、排风可能有交叉污染;压力损失较大;有传动设备，自身需要消耗动力;以及集中的新风与排风要求给系统布置造成的不便。 
　　2.2板式换热装置 
　　板式换热器分平板式显热换热和板翅式全热换热器两种，两者的结构和工作流程基本相同，是较为理想的排气能量回收装置，其优点为结构简单，新、排风互不接触，无交叉污染;无传动部件，不消耗自身能量;运行可靠，使用寿命长。其缺点是通过气流受到露点温度的限制，凝结水、结冰现象使其寿命下降;在空气入口处，还应设置空气过滤器，确保进入热回收的空气尘浓度低于产品设计值;压力损失较大，过渡季节不运行热回收器系统时，应设置旁通管，以减少压力损失;适用于风量较小的空调系统中。 
　　2.3液体循环式换热装置 
　　液体循环式是两组空气+液体热交换器，由布置在新风、排风管道上的两个热交换器、泵、膨胀箱、排空阀和管道组成，使用一台小功率泵作为系统的循环动力，管道内的传热液体采用稀乙烯，乙二醇溶液或水，传热液体将排风中的热量再传递给新风，该装置优点是新风、排风管道布置灵活;新、排风互不接触，无交叉污染。缺点是换热器一般采用铜管铝片，设备费较高;需增加泵的配置和控制，增加运行成本;只能回收显热;需要热媒传递，有温差损失，热回收效率稍低。 
　　2.4溶液吸收式换热装置 
　　溶液吸收式换热装置是以具有吸湿、放湿特性的盐溶液（溴化锂、氯化钠、氯化钙及混合溶液）为循环介质，通过溶液的吸湿和蓄热作用在新风和排风之间传递能量和水蒸气，实现全热交换。该装置优点是热回收效率高新排风完全独立避免交叉污染;热回收效率高，喷洒溶液可以有效的去除大部分微生物、细菌、可吸入颗粒物，有效净化空气;构造简单易于维护、运行稳定可靠。缺点是设备体积大，占用空间多;有害物质溶解于盐溶液的并挥发;和盐溶液发生反应的的场合不应采用。 
　　2.5热管式换热装置 
　　热管是依靠自身内部液体的在热管一端气化，吸热气化后的液体在热管另一端液化，在重力作用下回到气化端，从而完成整个热力循环来实现传热的高效传热元件，它利用内部液体的物理特性，无需外加动力就可以将大量热量通过其很小的截面积长距离地传输。热管以其构思妙，传输温差小适用温度范围广，可调控管内热流密度等众多优良特性。除了不能进行潜热回收外，热管热回收装置在能量回收和余热利用方面已显示出其独特的作用。热管换热器属于冷热流体互不接触的表面式换热，因此无交叉污染;它具有的占地小、无转动部件、运行安全可靠、便于维修更换、换热效率高等优良特性，为工程选用创造了便利条件。 
　　3.热回收装置选取 
　　根据医院手术部洁净空调系统的系统特点，为了防止交叉感染，设备选用与设计时应注意选用细菌转移率低的设备。医院手术室洁净空调系统的新、排风系统的新风量、排风量较大、耗能高的特点，排风排掉大量的能量，排风的能量不能被回收，造成了极大的浪费;这也是手术室空调系统运行成本居高不下的原因。因此选择合适的热回收装置，结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素，进行技术经济方面的综合比较。通过各项指标的比较，热管换热器的传热系数高、热管管壁温度的可调性、适用性强、可靠性高、不需要动力、无运行维护费用、初投资低等特点，尤其在强调防止交叉感染手术室空调系统中更加适用。 
　　4.总结 
　　综合热管各个方面的优势，相比于其它热回收装置，其不需要动力、无运行维护费用、初投资较低等特点;热管式热回收器结构紧凑，便于布置;新、排风绝对不会交叉污染，可保证室内空气品质的特点。因此热管换热器相对其他换热器而言，具有简单、节能、高效、紧凑、投资少、有效的防止交叉污染的优点，决定了其在耗能高、排风量大的手术室洁净空调方面将具有巨大的前景和更大的适用空间。